بررسی اثرات ساختگاهی در شهر کرج با استفاده از امواج میکروترمور

زمین لرزه یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی است که همواره جوامع انسانی را از لحاظ مالی و جانی تهدید می کند. ایران به واسطه قرارگیری روی کمربند آلپ-هیمالیا از کشورهای زلزله خیز جهان است و تاکنون شاهد زمین لرزه های بسیار بزرگ و مخرب بوده که هرچند سال یک بار رخ می دهد. از سوی دیگر جمعیت رو به رشد و احداث ساختمان های مرتفع، خسارت های ناشی از این زمین لرزه های بزرگ را خصوصاً در شهرهای بزرگ افزایش می دهد. کرج یکی از پرجمعیت ترین شهرهای ایران است که در سال های اخیر توسعه صنعتی و اقتصادی قابل توجهی داشته، لذا شناخت وضعیت تشدید ناشی از زمین لرزه در آبرفت های جوان آن که ساختگاه بسیاری از سازه های عمرانی و صنعتی است اهمیت ویژه ای دارد. در میان روش های مختلفی که جهت مطالعه اثرات ساختگاه وجود دارد، اندازه گیری ارتعاشات محیطی به لحاظ آسانی، اقتصادی بودن و در دسترس بودن در همه زمان ها و مکان ها از ارزش و اهمیت خاصی برخوردار است. مرسوم ترین روش جهت بررسی اثرات ساختگاه استفاده از تحلیل طیفی مولفه افقی به عمودی h/v (روش ناکامورا) است. به منظور بررسی اثرات ساختگاهی در شهر کرج از داده های میکروترمور در 37 نقطه شهر در راستای پروفیل شمالی- جنوب غربی استفاده گردید که نمایانگر فرکانس غالب در محدوده ی4/0 تا 2 هرتز است. نتایج نسبت طیفی h/v تحت اثر ساختار زمین شناسی منطقه است، بر مبنای این فرض می توان منحنی h/v تئوری را با شناخت از ساختار زمین شناسی منطقه تولید کرد. بدین منظور مدل سازی یک بعدی با استفاده از نرم افزار deepsoil به روش خطی در سطوح کرنش پایین در سه مرحله انجام گردید. در ابتدا با استفاده از داده های گمانه درون چاهی که تا حداکثر عمق پنجاه متر در بیست و یک گمانه و صد متر در یک گمانه موجود بودند، آبرفت با ضخامت کم حدود 17 تا 85 متر دارای سنگ بستر مهندسی با سرعت 760 متر بر ثانیه در نظر گرفته شد که نمایانگر بزرگنمایی در محدوده فرکانسی بالاتر نسبت به داده های میکروترمور بود. با توجه به اطمینان از صحت نتایج تجربی که توسط محققان مختلف دنیا به اثبات رسیده است از اختلاف نتایج در توابع بزرگنمایی حاصل از روش تجربی و تئوری می توان نتیجه گرفت که دو متغیر سرعت موج برشی یا عمق سنگ بستر و ضخامت آبرفت به درستی مدل نشده اند. بنابراین جهت رسیدن به فرکانس محدوده 7/0 تا 1 هرتز منطبق بر قله میکروترمورها مدل سازی با در نظر گرفتن عمق بیشتر آبرفت و استفاده از پروفیل سرعت موج برشی به دست آمده از داده آرایه بر روی سنگ بستر زمین شناسی با سرعت 1300 متر بر ثانیه انجام گرفت. نتایج این مدل سازی با قله میکروترمورها در تحلیل طیفی h/v منطبق و نمایانگر وجود کنتراست موثر در عمق 200 تا 300 متر است، بااین حال توابع بزرگنمایی به دست آمده در این مدل قله های فرکانس پایین در روش تجربی را پوشش نمی داد. بنابراین برای به دست آوردن مدل بهتر با در نظر گرفتن شرایط زمین شناسی منطقه، کنتراست عمیق در حدود 2 کیلومتری زمین که ناشی از تفاوت جنس سنگ بستر بود در نظر گرفته شد و نتایج به دست آمده با توابع بزرگنمایی میکروترمورها دارای انطباق خوبی است. در پایان با استفاده از نتایج حاصل، ساختار زیرسطحی زمین در شهر کرج به صورت دوبعدی ترسیم گردید.